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无线音频时代迎来高速发展 对比市场主流技术协议

无线音频时代已经到来!我们相信,这是音响行业的一次新的革命、新的浪潮!从FM调频收音机到数字广播,从无绳电话到高保真无线音响,无线通信技术的快速发展显示出对音频传输技术的巨大推动力,各种无线音频新产品、新技术不断涌现。这不仅极大地方便了消费者使用,增强了用户体验,对于影音行业来说,更是一个革命性的技术进步。

同时,得益于近年来移动互联网和在线流媒体的迅猛发展,进一步了提升无线音频传输技术的应用价值,使其技术日益成熟,迅速扩大到智能手机、平板电脑、Hi-Fi音响、家庭影院和智能家居等领域。

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无线音频技术的原理与分类

从技术上看,无线音频技术紧密跟随无线通讯技术的发展,大体沿着一个由模拟音频到数字音频、由广播通信到近距离高保真音频传输的发展轨迹,快速向前推进。可以分为基于红外传输的无线音频技术和基于射频的无线音频技术两大类别。

其中,由于红外传输方式由于信号接收对传输路径的方向性要求高,节点的移动性差,并且容易受到特种光源干扰,目前已经被射频无线传输方式取代。而在射频的无线音频传输方案中,又主要分为模拟无线音频传输以及数字无线音频传输两种方式。

早在1912年,由E.H.Armstrong(1890-1954)发明的超外差电路,便开始了无线音频传输的先河。随后,各种调制解调技术不断发展,出现了各种调频、调相等多种音频广播技术。不过,随着物联网产业的蓬勃发展以及三网融合的迅速推广,无线音频技术正面临巨大的发展机遇。当前,无线音频技术已经从模拟无线传输向数字无线传输过渡,传统的模拟调制技术已经无法满足高保真音频的高数据速率以及高传输稳定性要求。

同时,由于模拟调制技术存在保密性差、串扰严重、频带利用率低等固有缺陷,这些方面都制约了模拟无线音频技术的推广,针对这些方面无线数字音频技术的都具有较大的优势。各种专门针对数字无线音频的芯片产品大量涌现,专用于高保真音频的低延迟、高质量无线传输协议也被采用。

基于2.4GHz频段的无线音频技术

Bluetooth(蓝牙)

蓝牙技术的设计初衷是面向个人消费者用于替代周边电子设备间的通信数据线缆。蓝牙无线通信技术采用跳频工作方式,具有成本低,技术成熟的特点,受到大多厂商的支持和推广,目前在手持移动设备上已经十分普及。用户只需购买一部蓝牙耳机,便可进行音频信号的接收。

但蓝牙技术最大的缺点在于目前大多数蓝牙设备通信距离较短(<10m),功耗较高,且由于协议相对复杂,不支持广播式的多人收听,且目前普及的蓝牙芯片通信速率较低。70dB的动态范围,导致音质恶化严重,很大程度上限制了蓝牙技术在无线音频领域的推广。不过蓝牙技术仍然具有很大潜力,随着新版本的蓝牙主控芯片不断普及,传输带宽不断增加,高保真低延时的蓝牙耳机,不久便会出现。

ZigBee

ZigBee是一种新兴的短距离、低速率、低功耗无线网络技术,主要用于近距离无线连接。它有主见的无线电标准,能够在数个微小的传感器之间相互协调实现通信。

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这些传感器只需要很低的功耗,以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器,因此它们的通信效率非常高,2009年CEL公司创新性的将音频编码器集成进了该公司的ZigBee芯片中,使之具有了实时的双向数字音频传输能力。该方案ZigBee协议的部分有点,并且具有功耗低、传输距离远、组网方式灵活的特点,非常适合数十米内的无线语音单双向传输应用。目前,ZigBee技术还被广泛应用到物联网领域当中。

Wi-Fi

Wi-Fi是目前应用最广泛的无线局域网标准,其最高达每秒上百兆比特的传输速率使之成为高品质无线音频传输的理想选择。目前市场是已经有无线音乐网桥、家庭无线音响系统等产品,就是使用Wi-Fi协议进行无线音频的传输。

虽然使用Wi-Fi技术进行无线音频的发送,具有信息传输稳定、延迟小的优点,但是仍具有自身缺点,并制约其在个人无线音频中的应用。比如Wi-Fi的协议堆栈比蓝牙、ZigBee更加复杂,开发难度较大;耗电量巨大,不能够依靠电池长时间供电,使用Wi-Fi协议的无线音频产品一般都使用交流供电,便携性不足。

采用其他频段通信协议的无线传输技术

WISA

WISA(Wireless Speaker and Audio),是一种专为无线音频传输而开发的全新通讯协定,工作频段定在5.2GHz至5.8GHz,与2.4GHz、蓝牙和Wi-Fi都不同,WISA无线技术采用无磨损的无线信号和能量传输的技术,具有短距离通信、高实时性,以及高节点容量等特点,不易受到干扰,而且最多可支持7.1声道无线传输,因此也更适合用于家庭影院音响设备之间的无线通信需求。

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目前,世界著名音响品牌美国klipsch(杰士)已经率先将WISA技术引入到其家庭影院新品当中,倍受业内好评。就连时尚音响领导者B&O也为其无线音响产品搭载了该技术。

WiGig

在刚刚结束的CES2015上,移动设备处理器及无线芯片制造商高通公司对采用一种工作频率为60GHz无线技术“WiGig”的无线路由器进行了演示,使人们对这一技术重新关注了起来。

其实,早在2010年WiGig(Wireless Gigabit,无线千兆比特)标准就已经正式公布。随后在2013年,电气和电子工程师协会(IEEE)组织批准了IEEE 802.11ad-2012修正案,更是将其无线的传输速度进一步提升到7Gbps。

全新的WiGig标准确实让人惊喜,不仅它的无线数据传输率可以达到7Gbps,而且它还可以满足多种平台应用的需要,让无线高清传输成为可能,相比使用IEEE802.11n无线网络传输,可节省90%以上的时间。尤其是在4K超高清时代,WiGig技术可以用来传输视频及其他大型文件,很好地解决4K传输的限制。同时,由于其在全新的频段工作,不但可以减少无线信道的拥堵,而且其具有的方向性特征使其遭遇的干扰更小。

然而WiGig同样有着自己的“软肋”。我们知道,频段越高,无线穿越物体的能力就越差,工作在5GHz频段的11ac相比工作在2.4GHz频段的11n已经可以看出差异,因此工作在60GHz频段的11ad,很容易被墙壁、天花板和地板所阻隔,这使得该技术的应用范围局限在同一个房间内。

结语:

在硬件智能化的今天,无线传输技术的采用可以说是大势所趋。从用户的角度来说,更关心的是产品使用过程中是否能带来便捷的无线体验,是否具有高品质的声音效果。而作为产品生产厂商,就得考虑方方面面的问题,如以上提到的无线传输距离、是否会受到干扰、是否能大规模普及等等。

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